本系列文章所描述的所有类或接口都是基于 JDK 1.7的源码，在其它 JDK 的实现方式中可能会有所不同。
一、实现方式
LinkedList 也是常用的一种 List 实现，LinkedList 基于双向链表机制，所谓双向链表机制，就是集合中的每个元素都知道其前一个元素及其后一个元素的位置。在 LinkedList 中，以一个内部的 Node 来代表集合中的元素，元素的值赋给 item 属性，Node 中的 next 属性指向元素的后一个元素，Node 中的 prev 属性指向元素的前一个元素，基于这样的机制可以快速实现集合中元素的移动。
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
二、LinkedList 的创建
LinkedList 提供了两个构造函数 LinkedList() 和 LinkedList(Collection<? extends E> c) 用于创建 LinkedList。分别如下：
public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
三、LinkedList 的添加操作 add(E)
当向 LinkedList 中增加元素时，要做的就是 创建一个 Node 对象，并将此 Node 对象的 next 指向 null，prev 指向添加之前的最后一个元素，并将 last 设置为当前添加的 Node。判断当前添加的元素是否是一个元素，如果是则设置 first 为当前 Node；如果不是则设置添加之前的 Node 的 next 指向新添加的 Node。add(E) 的实现和 addLast(E e) 的实现是一样的。
LinkedList 的 add 方法不用像 ArrayList 那样，要考虑扩容及复制数组的问题，但它每增加一个元素，都要创建一个新的 Node 对象，并要修改相邻的两个元素的属性。
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
四、删除一个元素 remove(E)
要删除 LinkedList 的一个元素，首先同样要遍历整个 LinkedList 中的元素，遍历和寻找匹配的元素和 ArrayList 基本相同，寻找到相匹配的元素后，删除元素的方法比 ArrayList 简单很多。
删除时只须直接删除链表上的当前元素，并将当前元素中的 item、next、prev属性设置为 null，即可完成对象的删除。
这个动作比 ArrayList 删除元素简单很多，毕竟 ArrayList 还要将当前元素所在的位置后的元素通过复制往前移动一位。
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}
E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev;
if (prev == null) {
first = next;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
}
if (next == null) {
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
}
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
五、获取单个元素 get(int)
由于 LinkedList 元素并没有存储在一个数组中，因此其 get 操作过程比 ArrayList 更为复杂，在执行 get 操作时，首先要判断传入的 index 值是否小于0或者大于/等于当前 LinkedList 的 size 值。如符合这两个条件之一，则抛出 IndexOutOfBoundsException，如不符合，则进行下面的步骤。
首先判断当前要获取的位置是否小于 LinkedList 值的一半，如小于，则从头一直找到 index 位置所对应的 next 元素；如大于，则从队列的尾部往前，一直找到 index 位置所对应的 prev 元素。
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
private void checkElementIndex(int index) {
if (!isElementIndex(index))
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private boolean isElementIndex(int index) {
return index >= 0 && index < size;
}
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
六、遍历集合 iterator()
iterator 方法由父类 AbstractSequentialList 实现，当调用 iterator 方法时，每次都会创建一个 ListItr 对象，创建时该对象负责保存 cursor 位置。
当调用 iterator 返回的遍历对象的 hasNext 方法时，判断当前 cursor 的位置是否小于 LinkedList 的 size 变量，如小于则返回 true，否则返回 false。
当调用 iterator 返回的遍历对象的 next 方法时，如果在遍历过程中，LinkedList 中的元素增加或删除，则会抛出 ConcurrentModificationException。
由于 LinkedList 是基于双向链表实现的，因此其在遍历时还可往前遍历，通过调用 hasPrevious 和 previous 来完成遍历过程。
public Iterator<E> iterator() {
return listIterator();
}
public ListIterator<E> listIterator() {
return listIterator(0);
}
public ListIterator<E> listIterator(int index) {
checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
}
private void checkPositionIndex(int index) {
if (!isPositionIndex(index))
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private boolean isPositionIndex(int index) {
return index >= 0 && index <= size;
}
private class ListItr implements ListIterator<E> {
private Node<E> lastReturned = null;
private Node<E> next;
private int nextIndex;
private int expectedModCount = modCount;
ListItr(int index) {
// assert isPositionIndex(index);
next = (index == size) ? null : node(index);
nextIndex = index;
}
public boolean hasNext() {
return nextIndex < size;
}
public E next() {
checkForComodification();
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
public boolean hasPrevious() {
return nextIndex > 0;
}
public E previous() {
checkForComodification();
if (!hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
nextIndex--;
return lastReturned.item;
}
public int nextIndex() {
return nextIndex;
}
public int previousIndex() {
return nextIndex - 1;
}
public void remove() {
checkForComodification();
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
Node<E> lastNext = lastReturned.next;
unlink(lastReturned);
if (next == lastReturned)
next = lastNext;
else
nextIndex--;
lastReturned = null;
expectedModCount++;
}
public void set(E e) {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
lastReturned.item = e;
}
public void add(E e) {
checkForComodification();
lastReturned = null;
if (next == null)
linkLast(e);
else
linkBefore(e, next);
nextIndex++;
expectedModCount++;
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
七、判断对象是否存在：contains(E)
为了判断 E 是否存在于 LinkedList 中，LinkedList 采用的方法是遍历所有元素。如传入的 E 为 null，则判断元素是否为 null，如找到为 null 的元素，则返回 true；如传入的 E 为非 null，则判断 E 是否有 equals 元素，如找到 equals 的元素，则返回 true，如遍历完仍未找到匹配的元素，则返回 false。
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) != -1;
}
public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null)
return index;
index++;
}
} else {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item))
return index;
index++;
}
}
return -1;
}
八、注意要点
对 LinkedList 而言，最主要注意以下几点：
- LinkedList 基于双向链表机制实现；
- LinkedList 在插入元素时，须创建一个新的 Node 对象，并切换相应元素的前后元素的引用；在查找元素时，须遍历链表；在删除元素时，要遍历链表，找到要删除的元素，然后从链表上将此元素删除即可；
- LinkedList 是非线程安全的。
